La替代与磁场退火协同抑制CeFe2相并提升Ce-Fe-B磁体性能的机制研究

本文研究了La替代与磁场退火对Ce-Fe-B永磁体的协同优化作用。通过制备Ce17?xLaxFe76.5Co1Zr0.5B6（x=0-5）合金，发现x=3时磁性能最佳（Hci达485.32 kA/m，(BH)max提升71%）。磁场退火（445K/1T）进一步使亚稳(Ce,La)Fe2相分解，晶粒细化至21.5nm，最终实现Br 0.59T和(BH)max 50.05 kJ/m3。该研究为高性能低成本永磁体开发提供了新策略。

　　

Highlight

La替代与磁场退火的协同效应显著抑制了CeFe₂相析出。通过TEM和原子探针(APT)分析发现，甩带态样品包含Ce₂Fe₁₄B硬磁相、富Co的CeFe₂相、贫Co的(Ce,La)Fe₂相及少量非晶相。磁场退火后亚稳相分解，非晶相结晶，形成纯Ce₂Fe₁₄B与CeFe₂相共存结构。

Results

XRD显示随La含量增加，Ce₂Fe₁₄B相衍射峰向低角度偏移（晶格膨胀效应）。x=3时合金展现最优磁性能：矫顽力H_ci提升12.3%，剩磁B_r增长34.2%。PED分析证实磁场退火降低了合金残余应变，抑制1:2相形成，使晶粒尺寸从27.8nm细化至21.5nm。

Analysis of the modulation mechanism

图14示意了退火过程中的相变机制：(a)甩带态样品中非晶相（绿色）和1:2相均匀分布在2:14:1基体相（粉色）；(b)磁场退火促使亚稳相分解，非晶相结晶；(c)最终形成均匀的纳米晶结构。这种微观结构优化增强了硬磁相晶粒间的铁磁交换耦合。

Conclusions

La掺杂通过晶格膨胀效应抑制CeFe₂相形成，而磁场退火诱导亚稳相分解与非晶相结晶。x=3的Ce₁₄La₃Fe_76.5Co₁Zr_0.5B₆合金经445K/1T退火后，(BH)_max提升至50.05 kJ/m³，为开发低成本高性能永磁体提供了理论依据。